Questão 129, caderno azul do ENEM 2022 D2

O esquema representa o ciclo do nitrogênio:

A chuva ácida interfere no ciclo do nitrogênio, principalmente, por proporcionar uma diminuição do pH do solo e da atmosfera, alterando a concentração dos compostos presentes nesse ciclo.

Disponível em: http://scienceprojectideasforkids.com. Acesso em: 6 ago. 2012 (adaptado).

Em um solo de menor pH, será favorecida a formação de:

A) N₂

B) NH₃

C) NH₄⁺

D) NO₂^–

E) NO₃

Resolução Em Texto

Matérias Necessárias para a Solução da Questão
Química (Equilíbrio Químico, Teorias Ácido-Base, Princípio de Le Chatelier) e Biologia (Ciclo do Nitrogênio).

Tema/Objetivo Geral
Analisar o comportamento químico das substâncias nitrogenadas em função da alteração do pH do meio (acidez).

Nível da Questão: Médio

Exige uma conexão interdisciplinar. O aluno precisa olhar para um diagrama biológico, mas resolver a questão usando um conceito puramente químico (equilíbrio ácido-base de Brønsted-Lowry).

Gabarito: Alternativa (C)

A diminuição do pH implica aumento de íons H+, que reagem com a amônia (base) formando o íon amônio (ácido conjugado).

PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)

A questão nos dá um cenário ambiental: chuva ácida caindo no solo. O texto diz que isso diminui o pH. O diagrama mostra várias formas de nitrogênio (Amônia, Nitrito, Nitrato, etc.). A pergunta é direta: nesse ambiente ácido, qual dessas substâncias vai aparecer em maior quantidade?

Simplificando, imagine um jogo de “colar figurinhas”. A chuva ácida joga um monte de figurinhas “H+” no solo. Qual das substâncias do ciclo do nitrogênio tem o “álbum” (sítio de ligação) pronto para receber e colar essa figurinha H+?

Nosso Plano de Ataque será o seguinte:

Traduzir “menor pH” para a linguagem química dos íons.
Identificar, no ciclo, quem é a substância básica (que gosta de receber H+).
Aplicar a lei do equilíbrio químico para ver o resultado dessa união.

PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)

Para resolver isso, precisamos entender a “personalidade” das moléculas envolvidas. Vamos usar um diálogo socrático para desvendar a química por trás do ciclo.

Diálogo: O Detetive Químico

Mentor: Vamos lá. O texto fala em “menor pH”. O que isso significa quimicamente?
Aprendiz: Significa que o meio está ácido. Tem muito íon Hidrogênio (H+) solto ali.

Mentor: Exato. Agora olhe para o ciclo. Temos Amônia (NH3), Nitrito (NO2-) e Nitrato (NO3-). Na teoria de ácidos e bases, quem é o parceiro ideal para o H+?
Aprendiz: Bom, o H+ é positivo. Ele procura alguém que tenha elétrons sobrando para compartilhar.

Mentor: Perfeito. O Nitrogênio da Amônia (NH3) tem um par de elétrons livres “dando sopa”. Isso faz da Amônia uma Base de Lewis (ou Brønsted-Lowry). O que acontece quando uma Base encontra um monte de ácido (H+)?
Aprendiz: A base aceita o próton. Ela reage com o H+.

Mentor: E qual é o produto dessa reação? Se você soma NH3 com H+, você cria o quê?
Aprendiz: NH4+. O íon amônio.

Mentor: Bingo. É apenas uma questão de equilíbrio. Se você inunda o sistema com H+, você força a Amônia a virar Amônio.

PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)

Vamos formalizar o raciocínio químico.

Fase 1: O Cenário Ácido
O enunciado diz: “diminuição do pH”.
Tradução: Aumento drástico da concentração de íons H+.

Fase 2: O Princípio de Le Chatelier
Existe um equilíbrio químico natural no solo entre a amônia e o amônio:
NH3 + H+ <–> NH4+

O princípio de Le Chatelier diz que, se você perturba um sistema em equilíbrio adicionando um componente, o sistema tenta consumir esse componente.

A chuva adiciona muito H+ (reagente).
O sistema reage consumindo esse H+ e empurrando a reação para a direita.
Resultado: Formação de muito NH4+ (produto).

Fase 3: A Análise Visual
Olhe para o esquema. A “Amonificação” produz Amônia (NH3) e Amônio (NH4+). Essas duas formas coexistem. Em solos alcalinos (básicos), a amônia (gás) predomina e pode até evaporar. Em solos ácidos (como o da questão), a amônia “sequestra” o H+ e fica presa na forma de sal de amônio (NH4+).

🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
CUIDADO! Muitos alunos marcam (B) NH3 porque pensam: “Ah, o ciclo produz amônia, então é amônia”.
O erro é ignorar a química do meio. A amônia é uma substância básica. Em meio ácido, ela deixa de existir na sua forma pura e se transforma em amônio. É impossível ter alta concentração de uma base livre num meio cheio de ácido. Elas reagem!

A Bússola (O Perfil do Culpado)

Síntese do raciocínio: Meio ácido = excesso de H+. A amônia (NH3) reage com o H+ disponível transformando-se em íon amônio (NH4+).
Expectativa: Devemos buscar a fórmula do íon amônio.

PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)

(A) N2
Diagnóstico do Erro: Associação Distante.
O gás nitrogênio (N2) é muito estável (ligação tripla). Ele não reage facilmente com ácidos fracos do solo. A chuva ácida não tem poder para quebrar ou formar N2 espontaneamente.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
(B) NH3
Diagnóstico do Erro: Ignorância do Equilíbrio.
A amônia é uma base. Em meio ácido, ela é consumida (neutralizada) para formar amônio. Portanto, a concentração de NH3 livre diminui, não aumenta.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
(C) NH4+
Análise de Correspondência:
Perfeita. É o ácido conjugado da amônia. O excesso de prótons (H+) da chuva ácida se liga ao nitrogênio da amônia, favorecendo a existência desta forma iônica.
Conclusão: ✔️ Alternativa correta.
(D) NO2-
Diagnóstico do Erro: Confusão de Processo.
O nitrito é formado por bactérias (nitrosação). Embora o pH afete as bactérias, quimicamente, adicionar ácido em nitrito formaria ácido nitroso (HNO2), que é instável, mas não favorece a formação do íon nitrito em si. Pelo contrário, a acidez excessiva pode até inibir as bactérias que produzem nitrito.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
(E) NO3-
Diagnóstico do Erro: Confusão de Processo.
Similar ao nitrito. O nitrato é a forma mais oxidada. A simples acidificação não converte magicamente outros compostos em nitrato. Isso depende de atividade biológica aeróbica, que pode ser prejudicada em pH muito baixo. A relação química direta é com a amônia.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.

PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)

A resposta é (C) NH4+. Solo ácido transforma a base amônia em íon amônio.

Resumo-flash:
Chuva ácida dá H+ para a Amônia, que vira Amônio (NH4+).

Para ir Além:
Essa química tem um impacto gigante na agricultura. Plantas absorvem tanto Nitrato (NO3-) quanto Amônio (NH4+), mas preferem Nitrato. Porém, o Nitrato é negativo e o solo (argila) também é negativo, então o Nitrato é repelido e lixiviado (lavado) pela chuva facilmente. Já o Amônio é positivo (NH4+), então ele fica “grudado” nas partículas negativas do solo, servindo como uma reserva de nitrogênio mais duradoura. A chuva ácida, ironicamente, ajuda a “segurar” o nitrogênio no solo, embora prejudique a fisiologia da planta.